مصالح مقاوم سازی
مصالح مقاوم سازی
در پی پیشرفت‌های گسترده در صنعت ساخت و ساز، استفاده از روش‌های آسان‌تر و کارآمدتر که قابلیت پوشش دهی ضعف‌های روش‌های سنتی در امر مقاوم‌سازی را دارند، رواج یافته است.
به کار بردن مواد کامپوزیتی پلیمر (Fiber reinforced Polymer) تحت عنوان FRP روشی مناسب جهت تقویت و مقاوم‌سازی سازه‌ها می‌باشد. سیستم مقاوم سازی با کامپوزیت FRP از ترکیب الیاف FRP و رزین اپوکسی ساخته می‌شود. مقاومت و شکل‌پذیری بالا، خواص ضد خوردگی، سرعت زیاد اجرا، عدم آسیب به سازه و وزن کم، موجب گسترش استفاده از این محصول شده است.
الیاف مقاوم‌سازی، از جمله الیاف کربن FRP، الیاف شیشه GFRP، الیاف چاپد و میلگردهای GFRP، در صنعت ساختمانی به عنوان روش‌های محبوب برای تقویت و مقاوم سازی سازه‌های بتنی به‌کار می‌روند.
الیاف کربن:
الیاف Fiber reinforced polymer با اجرای آن بر روی دال‌ها، تیرها، ستون‌ها، تونل‌ها، دیوارها و … در انواع سازه‌های بتنی استفاده می‌شود. الیاف FRP از مزایای متعددی برخوردار است که مهم‌ترین آنها وزن سبک، طول عمر بالا، مقاومت عالی و … هستند. این روش همچنین می‌تواند یک روش مقرون‌به‌صرفه برای افزایش مقاومت سازه باشد و سرعت اجرای آن نیز بالا خواهد بود. این روش‌ها با ارائه خواص برجسته مکانیکی، مقاومت بالا در برابر خوردگی، سبکی و قابلیت پردازش بالا، تحولات زیادی در صنعت ساختمانی به‌دست آورده‌اند.
الیاف کربن FRP، با خواص مکانیکی بسیار بالا و وزن کم، عمدتاً از پلیمرهای تقویت شده با الیاف کربن تشکیل شده‌اند که از مقاومت بسیار بالایی در برابر کشش، فشار و شکستگی برخوردارند.
الیاف شیشه:
الیاف شیشه با ترکیب ماسه سیلیکا، سنگ آهک، فولیک اسید و دیگر اجزا تشکیل شده است. این ترکیب تا دمای ۱۲۶۰ درجه ذوب می گردد. سپس این شیشه ذوب شده از حفره ای کوچک روی صفحه ای از جنس پلاتین ریخته می شود. بعد از آن الیاف شیشه سرد می گردد. الیاف کشیده می شوند تا مقاومت در جهت مستقیم را افزایش دهند. سپس الیاف برای استفاده در کامپوزیت ها به اشکال مختلف بافته می شوند.
انواع الیاف شیشه در بافت های تک جهته، دو جهته و چند جهته در وزن ها و مقاومت های مختلف ارائه می گردد. الیاف شیشه با بسیاری از سیستم های رزینی نظیر پلی استر اشباع شده، وینیل استر، رزین های فنولیک و رزین اپوکسی سازگاری دارد و سیستم کامپوزیتی بسیار مناسبی را شکل می‌دهند. انواع الیاف شیشه GFRP برحسب ترکیب مواد بکار رفته در تهیه آنها، به انواع گوناگون تقسیم بندی می شوند.
الیاف PP (پلی پروپیلن):
الیاف PP یا همان الیاف پ پ محصولاتی از دسته ی افزودنی های بتنی محسوب می شوند. الیاف پ پ ترکیبی از مواد پلیمری مختلف با پایه ی پلی پروپیلن است که حاوی رشته های بسیار نازک می باشند و در عملیات کفسازی بتن مورد استفاده قرار می گیرند و سیستم با کیفیت بتن الیافی را ایجاد می کنند. استفاده از الیاف پ پ (الیاف PP) مانع از انقباض ناشی از جمع شدگی بتن می گردد و مقاومت بتن را به طور موثری افزایش می دهد و همین مسئله مانع از ایجاد ترک در بتن و اجزای بتنی سازه می گردد. علاوه بر موارد ذکر شده الیاف پ پ سبب افزایش مقاومت بتن در برابر آتش سوزی می گردد.
در برخی مواقع بتن ها حین عمل آوری دچار ترک ها و درزهای ریز می شوند که پس اعمال نیرو به بتن بدلیل اینکه ماهیت این ماده دچار ضعف در کشش است، مقدار ترک ها افزایش می یابد یا ترک های موجود وسیع می شوند لذا برای پیشگیری از بروز ترک در بتن و گسترش آنها از الیاف پلی پروپیلن یا الیاف PP در بتن استفاده می کنند تا مقاومت کششی این ماده افزایش پیدا کند. هر چقدر الیاف پلی پروپیلن یا الیاف PP مورد استفاده دارای ابعاد بزرگتری باشند میزان مقاومت کششی نیز بیشتر خواهد شد. در واقع می توان گفت رفتار و ویژگی های بتن ارتباط مستقیمی با الیاف بکار رفته در آن دارد.
میلگردهای FRP:
میلگرد اف آر پی به عنوان عناصر تقویتی در سازه‌ها مورد استفاده قرار میگیرند و از موادی مانند شیشه و فیبر کربن ساخته می‌شوند. این میلگردها، به دلیل خواص مکانیکی مناسب و مقاومت بالا در برابر خوردگی و عوامل جوی، به‌طور گسترده در سازه‌های پل و ساختمانی به‌کار می‌روند.
میلگرد FRP مقاومت کشش بالایی دارد از این رو برای کشش برش‌های بتنی استفاده می‌شود. این میلگرد به دلیل اینکه از کامپوزیت FRP ساخته‌شده جایگزین مناسبی برای میلگردهای فولادی است، که این امر باعث شده امروزه محبوبیت زیادی در صنعت ساختمان‌سازی پیدا کند.
همچنین میلگرد FRP به دلیل دوام و مقاومت بالایی که دارد می‌تواند مهم‌ترین عامل تخریب سازه‌ها مانند ساییدگی و بریدگی را کاملا حل کند. از دیگر ویژگی های میلگرد FRP غیرالکتریکی و غیرمغناطیسی بودن آن است که مشکلات تداخل الکترو مغناطیسی و خوردگی فولاد حل نموده‌است.
چسب‌های اپوکسی FRP:
به‌عنوان عامل اتصال میان الیاف و سطوح سازه‌ای مورد استفاده قرار میگیرند. این چسب‌ها دارای خواص چسبندگی بالا، مقاومت شیمیایی مناسب و قابلیت پردازش در دمای محیط و اتصال دائمی بین مواد مختلف هستند.
این چسب‌ها ماده‌ای دو جزئی متشکل از جزء A (رزین اپوکسی) و جزء B (هاردنر) می‌باشد که برای چسباندن انواع لمینیت های FRP کربن، شیشه، آرامید مورد استفاده قرار میگیرند.